(57)【要約】    【課題】  劣化トナーの堆積による画質の悪化を防止する。    【解決手段】  回転可能な支持体の周方向に沿って、現像剤を収容する現像剤収容部と、表面に現像剤を担持して現像に供する現像剤担持体と、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部を有する現像器を複数備え、各現像器を所定の現像位置に移動させるべく支持体が回転され、当該現像位置において各現像器が現像を行う現像装置において、各現像器は、現像剤収容部と現像剤供給部との仕切り壁を、支持体の回転に合わせて開閉可能に設け、仕切り壁の開閉に合わせて現像剤収容部と現像剤供給部の間で現像剤の移動を可能にした。【選択図】  図１
2005055593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な支持体の周方向に沿って、現像剤を収容する現像剤収容部と、表面に前記現像剤を担持して現像に供する現像剤担持体と、前記現像剤収容部と前記現像剤担持体との間に設けられ、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部を有する現像器を複数備え、各現像器を所定の現像位置に移動させるべく支持体が回転され、当該現像位置において前記各現像器が現像を行う現像装置において、
前記各現像器は、前記現像剤収容部と前記現像剤供給部との仕切り壁を、前記支持体の回転に伴って開閉可能に設け、前記仕切り壁の開閉に伴って前記現像剤収容部と前記現像剤供給部の間で前記現像剤の移動を可能にしたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記仕切り壁は、対応する現像器が前記現像位置に位置する場合において閉じた状態であり、前記現像器以外の現像器のいずれかが前記現像位置に位置する場合に、開放した状態であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記仕切り壁は、前記支持体の回転に伴って自重により開閉するように構成され、さらに、前記仕切り壁の回転角度を規制する規制部材を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記支持体の回転に伴って動作することにより、前記仕切り壁を開閉させる部材を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一成分現像剤を用いる現像装置では、図６で示す形態のものが知られている。この現像装置は、主に現像装置後部の現像剤収容部であるホッパ部１５１と、現像剤担持体１６の背後に位置し、現像剤を現像剤担持体１６に供給する現像剤供給部であるバッファ部１５２から構成される。その現像動作を以下に示す。ホッパ部１５１内の現像剤は攪拌搬送羽根１５７の回転によってバッファ部１５２に搬送され、バッファ部１５２内に設けられた現像剤供給部材１５４上に供給される。現像剤担持体１６及び現像剤供給部材１５４はそれぞれ矢印の方向に回転し、その接触部では同一方向に回転移動し、現像剤は現像剤供給部材１５４から現像剤担持体１６に供給される。規制部材１５５は現像剤担持体１６上に供給された現像剤を適正な量に規制すると共に、現像剤を帯電させる。規制部材１５５を通過した現像剤層は、現像剤担持体１６にバイアス電圧を印加させることで静電潜像担持体１１上に移動し、静電潜像が可視像化される。この現像装置において、現像に供されなかった現像剤担持体１６上の余剰の現像剤は、バッファ部１５２内に収容される。しかし、その構造上、バッファ部１５２に戻された余剰の現像剤がバッファ部１５２に滞留するため、滞留した現像剤が規制部材１５５を繰り返し通過することにより現像剤は劣化し、背景かぶり等、画質が悪くなるという問題点があった。
【０００３】
そこで、これら現像剤の劣化を防止する現像装置が各種提案されている。特に、複数の現像器を備え、それぞれの現像器が回転軸を中心に回転自在な支持体の周方向に沿って等間隔に設けられ、選択された色の現像器が静電潜像担持体に対向する回転位置で静電潜像の可視像化を行うカラー画像形成装置のロータリー式の現像装置において、例えば、Ｙ(イエロー)、Ｍ(マゼンタ)、Ｃ(シアン)、Ｋ(ブラック)、それぞれの現像器内に、トナー攪拌機構を回転軸に対して平行に、さらに、現像器を構成するハウジングに対して回動自在に設け、静電潜像を選択色によって可視像化するための支持体の回転駆動に伴い、トナー攪拌機構が回転することにより、駆動手段を用いることなく現像器内の現像剤の攪拌を可能にした現像装置がある(例えば、特許文献１参照。)。
【０００４】
また、それぞれの現像器内にトナー回収路を設け、現像に供されず現像剤担持体から掻き落とされた現像剤を、静電潜像を選択色によって可視像化するための支持体の回転に伴いトナー回収路からホッパ部に回収する現像装置がある(例えば、特許文献２参照。)。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１９６５７３号公報
【特許文献２】特開平８−３３９１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１に記載の現像装置においては、現像器内の現像剤を攪拌するために、それぞれの現像器内にトナー攪拌機構を設けなければならないため装置が大型化し、コストも上がる。さらに、上記特許文献２に記載の現像装置では、それぞれの現像器内にトナー回収路を設けているため構造が複雑化し、さらに、装置が大型化してしまう。
【０００７】
本発明の目的は、係る問題点を解消し、簡単な構成でかつ装置の小型化、低コスト化を実現しつつ、ホッパ部とバッファ部の現像剤を積極的に循環させることを可能にし、長期に亘り安定した画像を提供することが可能な現像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための具体的手段として、請求項１に係る本発明は、回転可能な支持体の周方向に沿って、現像剤を収容する現像剤収容部と、表面に現像剤を担持して現像に供する現像剤担持体と、現像剤収容部と現像剤担持体との間に設けられ、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部を有する現像器を複数備え、各現像器を所定の現像位置に移動させるべく支持体が回転され、当該現像位置において各現像器が現像を行う現像装置において、各現像器は、現像剤収容部と現像剤供給部との仕切り壁を、支持体の回転に伴って開閉可能に設け、仕切り壁の開閉に伴って現像剤収容部と現像剤供給部の間で現像剤の移動を可能にしたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る本発明は、請求項１の現像装置において、仕切り壁は、対応する現像器が現像位置に位置する場合において閉じた状態であり、当該現像器以外の現像器のいずれかが現像位置に位置する場合に、開放した状態であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る本発明は、請求項１または２の現像装置において、仕切り壁は、支持体の回転に伴って自重により開閉するように構成され、さらに、仕切り壁の回転角度を規制する規制部材を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る本発明は、請求項１または２の現像装置において、支持体の回転に伴って動作することにより、仕切り壁を開閉させる部材を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る本発明は、画像形成装置に請求項１乃至４の現像装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記現像装置では、支持体の回転に伴い、各現像器の現像剤収容部と現像剤供給部との仕切り壁が開閉し、仕切り壁の開閉に伴い、現像剤収容部と現像剤供給部の間で現像剤が移動する。
【００１４】
本発明に係る現像装置では、支持体の回転に伴って各現像器のホッパ部とバッファ部の仕切り壁が開閉し、当該仕切り壁の開閉に伴って、トナーが移動するため、バッファ部内に劣化トナーが長期に亘り堆積することがなく、バッファ部内のトナーが長期に亘り良質な状態で保持され、現像に供給される結果、画質の悪化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の概略構成図を示す。図１の画像形成装置には、静電潜像担持体である感光体１が図示しない駆動手段により回転自在に設けられ、その周りには帯電装置２、露光装置３、現像装置４、並びに、転写ローラ７ａ、７ｃ及び中間転写ベルト７ｂからなる転写装置７が設置されている。また下方には給紙ローラ８、定着装置９が設けられ、給紙ローラ８から転写装置７を経由して定着装置９に至る用紙搬送路が形成されている。
【００１６】
この画像形成装置の動作について概略説明する。時計回りに回転する感光体１は、帯電装置２により一様に帯電され、露光装置３より照射される画像データに対応したレーザー光により露光され、静電潜像が形成される。こうして形成された感光体１上の静電潜像は現像装置４により現像される。
【００１７】
本実施の形態における現像装置４は、イエロートナーを収容した現像器５Ｙ、マゼンタトナーを収容した現像器５Ｍ、シアントナーを収容した現像器５Ｃ、ブラックトナーを収容した現像器５Ｋから構成されるロータリー式の現像装置であって、それぞれの現像器５Ｙ〜５Ｋは回転軸４ｂを中心に矢印の向きに回転可能な支持体４ａの周方向に沿って等間隔に固定設置され、図示しない指定手段により指定された現像色に応じて、対応した現像器が選択され、感光体１に対向する現像位置Ａで停止し、現像動作を行う。尚、現像器の構成及び動作については後で詳細に説明する。
【００１８】
上記のようにして感光体１上に形成されたトナー像は、転写ローラ７ａにより中間転写ベルト７ｂ上に一次転写される。中間転写ベルト７ｂは図示しない駆動手段により駆動されており、中間転写ベルト７ｂ上のトナー像は給紙ローラ８により搬送されるペーパー等の記録紙上に転写ローラ７ｃにより二次転写される。その後、記録紙は定着装置９に搬送され、定着装置９においてトナー像が定着され、図示しない排紙部により画像形成装置から排紙される。
【００１９】
尚、本発明における画像形成装置はクリーナー装置を持たないクリーナーレス方式であり、一次転写において中間転写ベルト７ｂ上に転写しきれなかった感光体１上のトナーは、帯電装置２を通過した後、現像剤担持体６Ｙ〜６Ｋにより現像器５Ｙ〜５Ｋ内に回収される。
【００２０】
以下に本実施の形態における現像器５Ｙ〜５Ｋの構成及び動作について詳しく説明する。図２は図１の現像装置４において現像位置Ａにおける現像器５Ｙを示す図である。尚、現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋはいずれも同一の構成であるため、以下では現像器５Ｙについてのみ説明し、その他の現像器５Ｍ、５Ｃ、５Ｋについては説明を省略する。
【００２１】
現像器５Ｙは、内部にトナーを収容する現像剤収容部であるホッパ部５１と、現像剤担持体にトナーを供給する現像剤供給部であるバッファ部５２とを備えており、現像位置Ａにおいて非磁性トナーからなる一成分現像剤が十分に充填されているとき、トナーがホッパ部５１とバッファ部５２に貯留した状態になる。また、ホッパ部５１とバッファ部５２との仕切り壁は支点５３ａを中心に開閉可能なシャッター５３ｂを備えたシャッター機構５３である。尚、現像位置Ａにおいてシャッター５３ｂは図２に示すように閉じた状態であり、ホッパ部５１とバッファ部５２におけるトナーの循環はない。
【００２２】
バッファ部５２に貯留したトナーは、トナー供給部材である供給ローラ５４の回転駆動により現像剤担持体である現像ローラ６Ｙに供給される。次に、現像ローラ６Ｙ上に供給されたトナーは、バッファ部５２内に現像ローラ６Ｙ表面に接触するように設けられた規制ブレード５５により適正量に規制されるとともに所定の極性に摩擦帯電され、現像に適した帯電量と搬送量を有したトナー層を現像ローラ６Ｙ上に形成する。当該トナー層は現像領域まで搬送され、感光体１上の静電潜像を現像する。
【００２３】
現像に使用されずに現像ローラ６Ｙ上に残ったトナーは、現像領域下流側に設けられたトナー除電部材５６により現像ローラ６Ｙから剥離され、バッファ部５２内に戻される。
【００２４】
以下、図３〜５において、支持体４ａの回転に伴うホッパ部５１内とバッファ部５２内のトナーの移動について説明する。上記のように現像器５Ｙによる現像動作が終了すると、現像器５Ｍによる２色目の現像を行うために、感光体１と対向する現像位置Ａに現像器５Ｍが位置するよう支持体４ａを矢印の方向に１／４回転させる。このとき、現像器５Ｙは図１における位置Ｂに位置し、図３に示す状態となる。
【００２５】
図３に示すように位置Ｂにおいて現像器５Ｙは、シャッター５３ｂが支点５３ａを中心に自重により回転し、開放された状態になる。シャッター５３ｂの開放に伴い、バッファ部５２内のトナーはホッパ部５１側に落下する。これに伴い、規制ブレード５５により劣化したバッファ部５２内のトナーがホッパ部５１へと移動することになる。
【００２６】
尚、以下では、図２に示すようにシャッター５３ｂが閉じた状態を基本位置、図３に示すようにシャッター５３ｂが開放した状態を開放位置と定義する。
【００２７】
現像器５Ｍによる現像動作が終了すると、現像器５Ｃによる３色目の現像を行うために、現像器５Ｃが現像位置Ａに位置するよう支持体４ａを再び矢印の方向に１／４回転させる。この回転に伴い現像器５Ｙ内のトナーは攪拌され、バッファ部５２とホッパ部５１内のトナーが確実に入れ替わることになる。このとき、現像器５Ｙは図１における位置Ｃに位置し、図４に示す状態となる。
【００２８】
図４に示すように位置Ｃにおいて現像器５Ｙは、上下に転倒した状態となる。現像器５Ｙには、シャッター５３ｂが供給ローラ５４側に開いたり、ホッパ部５１側に開きすぎてトナー攪拌の妨げとなるのを防止するため、図示しない規制部材であるストッパ部材が設けてあり、シャッター５３ｂの回転角度を基本位置から開放位置までの９０度に規制している。そのため、図４においてシャッター５３ｂは開放位置にある。
【００２９】
尚、本実施の形態ではシャッター５３ｂの回転角度を９０度に規制したが、回転角度はこれに限らず、１２０度、１５０度と何度に規制しても良い。
【００３０】
さらに、本実施の形態ではトナーの循環をより効果的に行うため、ストッパ部材を設けたが、ストッパ部材を設けない場合も、ある程度のトナーの循環が行われ、必ずしもストッパ部材を設ける必要はない。
【００３１】
現像器５Ｃによる現像動作が終了すると、現像器５Ｋによる４色目の現像を行うために、現像器５Ｋが現像位置Ａに位置するよう支持体４ａを再び矢印の方向に１／４回転させる。このとき、現像器５Ｙは図１における位置Ｄに位置し、図５に示す状態となる。
【００３２】
図５に示すように位置Ｄにおいて現像器５Ｙは、シャッター５３ｂが自重により回転し、さらに、ストッパ部材により規制され、基本位置となる。また、支持体４ａの回転に伴いトナーがバッファ部５２側に落下する。このとき、バッファ部５２内のトナーはこれまでの支持体４ａの回転により長期に亘り堆積した劣化トナーではなく、初期状態に近いトナーである。
【００３３】
現像器５Ｋによる現像動作が終了すると、次の画像形成のために、現像器５Ｙが現像位置Ａに位置するよう支持体４ａを再び矢印の方向に１／４回転させる。この回転に伴い、バッファ部５２内のトナーの一部がホッパ部５１側へ移動し、バッファ部５２内に現像に適した量のトナーが確保された状態になる。
【００３４】
尚、本実施の形態の現像器５Ｙ〜５Ｋは、ホッパ部５１内のトナー充填率がホッパ容積に対して多くても８５％程度であるため、トナーが邪魔をしてシャッター５３ｂが開かないということはない。
【００３５】
上記の実施の形態においては支持体４ａの回転に伴うシャッター５３ｂの自重によりシャッター５３ｂを開閉させたが、シャッター５３ｂを支持体４ａの回転に合わせて外部からカム、マグネット等により開閉させてもよい。
【００３６】
また、上記の実施の形態では、４色のトナーを用いてカラー画像を形成する画像形成装置に本発明を適用したが、これに限らず２色、３色または５色以上のトナーを用いてカラー画像を形成する画像形成装置に適用してもよい。
【００３７】
さらに、本発明は、カラー複写機に限定されたものではなく、複数の画像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置全般に適用可能であり、例えば、プリンタやファクシミリなどにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態であるカラー画像形成装置の構成断面図である。
【図２】図１に示す現像装置４の現像位置Ａにおける現像器５Ｙの構成断面図である。
【図３】位置Ｂにおける現像器５Ｙの構成断面図である。
【図４】位置Ｃにおける現像器５Ｙの構成断面図である。
【図５】位置Ｄにおける現像器５Ｙの構成断面図である。
【図６】従来の現像装置の構成断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１；感光体
２；帯電装置
３；露光装置
４；現像装置
４ａ；支持体
４ｂ；回転軸
５Ｙ〜５Ｋ；現像器
５１；ホッパ部
５２；バッファ部
５３；シャッター機構
５３ａ；支点
５３ｂ；シャッター
５４；供給ローラ
５５；規制ブレード
５６；トナー除電部材
６Ｙ〜６Ｋ；現像ローラ
７；転写装置
７ａ；一次転写ローラ
７ｂ；中間転写ベルト
７ｃ；二次転写ローラ
８；給紙ローラ
９；定着装置
【図１】
2005055593.tif 000003
【図２】
2005055593.tif 000004
【図３】
2005055593.tif 000005
【図４】
2005055593.tif 000006
【図５】
2005055593.tif 000007
【図６】
2005055593.tif 000008